2023年6月30日,荷兰政府颁布了半导体设备出口管制条例,条例主要针对先进半导体设备,包括先进的沉积设备和浸润式光刻系统。该条例于2023年9月1日正式生效。 尽管荷兰外贸部长表示,此举只是为了国家安全,不针对任何国家。但明眼人一眼就看出这项条例就是针对我国的芯片产业。 要知道荷兰的ASML是全球光刻机龙头,把控着全球82%的光刻机市场,其中EUV光刻机份额达到了100%、浸润式DUV光刻机份额达到了95%。 也就是说,如果一家企业想制造芯片,那必然要使用ASML的光刻机,事实上台积电、三星、英特尔、联电、格芯、中芯国际等都依赖ASML的光刻设备。 因为《瓦森纳协定》导致我国企业无法购买到EUV光刻机,国产芯片止步于7nm。如今浸润式DUV光刻机再遇限制,国产芯片真的面临很大危机。 然而,就在条例生效的当日,ASML突然表示已经拿到了2000i及后续推出的浸润式光刻系统的出口许可,可以继续向中国企业供货。 这个好消息真的让人措手不及,是荷兰政府临阵倒戈,还是另有图谋? 我们都知道芯片对当今社会的重要性,它不仅是高新科技的底座,也是拉动经济的一驾马车,它广泛应用于航空航天、汽车制造、工业控制、日常生活中。 我国是芯片需求大国,2022年进口了全球70%的芯片,进口额高达2.8万亿元。但尴尬的是我们缺少核心设备,导致芯片制造能力严重不足。 而仅有我国四川省面积大小的荷兰,却拥有全球实力最强的光刻机企业,真是令人羡慕。 1984年,ASML刚刚成立,公司穷的连一杯咖啡都舍不得喝。 2000年初,光刻机发展陷入瓶颈,尼康耗费巨资始终无法攻克156nm光源技术,而台积电的工程师林本坚提出用水作为介质,利用折射原理获得波长更短的紫外光。 尼康一意孤行,并没有采取该方案。而ASML找到了台积电希望可以合作,共同研发浸润式光刻机。 2003年,ASML和台积电成功研制出世界上第一台浸入式光刻机,技术方面首次超过了尼康;2006年迭代至134nm浸润式系统,具有双工作台。 至此,ASML成功超越尼康,奠定了光刻机霸主地位。 而美国将ASML拉入EUV LLC联盟,将EUV技术授权于ASML则让其进入了崭新的时代。也让ASML彻底垄断了EUV光刻机。 当然作为回报,ASML的EUV光刻机需要购买50%的美国零部件,同时出让部分股权,当然设备出口也需要得到美丽国的同意。 随着美商务部与荷兰外贸部对接后,荷兰政府制定了相关半导体设备出口条例,规定TWINSCAN NXT:2000i及后续推出的浸润式光刻系统 这里做一下简单的解读。 ASML的浸润式光刻机主要分为1980Di、2000i、2050i、2100i四款,根据型号我们能看出1980Di是初代,2100i为最后升级的产品。 1980Di的分变为38nm,每小时的生产晶圆数量为275片。大部分晶圆制造商构建该产品后主要用于28nm以上芯片的制造。 当然这并不是说它不能制造出先进芯片,多次曝光后就可以制造出7nm芯片。台积电就利用这款设备为华为制造了麒麟990。 但是,多重曝光工艺更复杂,成本更高,良品率更低。 2000i以上的型号,分辨率更高,可以制造出5nm芯片,更适合复杂的工艺。 有网友要问了,5nm不是需要EUV光刻机吗?对,但不完全是! 我们以台积电为例 台积电的14nm、10nm工艺使用60层光罩,7nm使用80层光罩,5nm使用100层光罩。7nm芯片有12层使用EUV工艺,其余68层依然使用DUV工艺。在5nm节点,EUV工艺扩展至22层,剩余78层使用DUV。 那么你想,台积电现在的7nm、5nm会使用落后的1980Di光刻设备呢?还是使用先进的2100i呢? 我们可以简单的理解为:1980Di主要用于制造14nm—45nm的芯片,多重曝光后可制造7nm芯片;2000i以上主要用于制造7nm—28nm芯片,多重曝光后可制造5nm芯片。 也就是说,只要ASML卡住2000i以上的产品不出口给中国企业,那么我们的芯片就只能止步于7nm。 那么此次继续供货2000i以上型号的浸润式光刻机,是良心发现吗?当然不是!看完这个故事你就会明白了。 1848年,一位名叫马歇尔的木匠,在加州的一条小溪中发现了一块金子,于是他开始在小溪里淘金,并收获了一笔小财富。 然而,消息不胫而走,知道加州有黄金的人越来越多,大家都觉得自己就是那个要发大财的人,于是纷纷加入了淘金大军。 短短4年时间,这个小村庄就由400人发展至4万人,成为了最初的“旧金山”。 的确有不少人挖到了金子,但是他们大部分没有富起来,而是把钱挥霍一空,刺激了旧金山的快速发展。 而真正发达的却是“卖铲子的商人”,因为无论谁来淘金,总要买点装备,而随着装备的升级,价格也越来越贵。 同样,在芯片淘金热中,芯片厂商都要到ASML手中购买“铲子”,随着“铲子”的升级,价格也越来越贵。 实际上,ASML作为卖铲子的,根本不在乎谁会制造出新进的芯片,因为芯片制造商们都要购买ASML的光刻机。 ASML担心的是尼康、佳能、上海微电子这种竞争对手,一旦对手进行技术升级,就有可能威胁到自身的安全,降低自己的盈利预期。 2023年7月,ASML公布了第二季度财报,单季度净赚19亿欧元(约合150亿人民币),同比增长38%,这个业绩离不开内地企业的贡献。 ASML在今年二季度浸润式设备大卖,严重超出预期,而买家大部分为中国客户, 从具体型号来看: 二季度ASML售出EUV光刻机12台,比一季度少5台;售出浸润式DUV光刻机39台,比一季度增长14台。 中国客户大买浸润式DUV光刻机,来自中国大陆的收入占比大幅增长至24%。 总的来说,中国企业为ASML提供了更多的收入和利润,这还是在半导体出口限制情况下产生的。 我想但凡是一个正常的商家,都不会拒绝大客户吧! 要不是所谓的《瓦森纳协定》限制,要不是美丽国的打压,ASML应该更愿意向中国企业出口先进的光刻机。 因为一旦中国制造商突破7nm工艺,全球芯片就会卷起来,手机SoC、电脑CPU、GPU、自动驾驶芯片将会更快的向5nm、3nm迭代,这对ASML来说绝对是好消息。 所以,继续供货2000i以上的浸润式光刻机,在一定程度上离不开荷兰政府和ASML的努力,当然这个努力是建立在“利益”的前提下。 此次ASML获得的出口许可,延续至2024年1月。国产芯片获得了关键的4个月喘息时机。 不要小看这4个月,国产芯片在4个月时间内可以完成很多事。 1、购买更多的光刻机 既然拿到出口许可,我们就可以购买更多的浸润式DUV光刻机,建立更多的生产线,确保14nm、28nm芯片的供应。 14nm及以上芯片可以满足80%的芯片场景,包括军工、工控、汽车、通讯、家电等领域。 而特殊领域(智能手机、自动驾驶、超算)可以考虑“高成本制造”。比如华为的9000S,市场需求火爆,消费者反应良好。 2、为国产光刻机研发争取时间 可以预料的是,未来国内芯片生产线最终要使用国产光刻机。而目前国产光刻机只能做到90nm,可以生产45nm芯片。 市场一直有传闻称上海微电子已经攻克28nm光刻机,但是迟迟不见官方发布消息。 但是可以知道的是,目前浸润式系统、DUV光源、光学透镜、双工作台等关键技术均已攻克,集成厂商为上海微电子。 相信在年底或明年初,就会迎来国产光刻机发布会。 3、为现存光刻机进行维护 国内芯片厂商已经在ASML购买了几百台光刻机,这些光刻机需要定期维护、升级。 我们可以充分利用这4个月的时间,将现有的DUV光刻机进行维护升级,确保未来一两年内不出现问题。 现有光刻机工作1—2年,新进光刻机工作3年,4至5年后,国产光刻机已经实现量产,并使用在生产线上,实现完美对接。 总的来说,如果我们充分利用好这几个月的时间,可以为国产芯片争取到更为有利的准备方案,让国产芯片能够抵御更强的冲击。 9月1日,荷兰的半导体出口限制生效,但ASML表示仍然可以向国内企业出口2000i及后续推出的浸润式光刻系统,并且公司已经拿到出口许可证。 不要以为这是ASML良心发现,它不过是想拿到更多的收益而已。 未来,国产芯片只能依靠国产设备,所以上海微电子、中科院、清华大学等企业、高校、研发机构还需努力。 我是科技铭程,欢迎共同讨论!